阮征教授团队揭示异黄酮通过调节5-羟色胺和卡哈尔间质细胞来缓解结肠炎大鼠的肠道蠕动障碍

近日，南昌大学食品学院阮征教授团队在国际食品期刊《Food Bioscience》发表了题为“Isoflavones relieve intestinal motility disorders in colitis rats by regulating 5-hydroxytryptamine and interstitial cells of Cajal”的研究论文。2022级硕士研究生李佩为第一作者，阮征教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（No. 32060539）和食品科学与资源挖掘全国重点实验室研究项目（No. SKLF-KF-202217）的资助。

研究背景

近年来，肠道健康日益受到关注，其中由炎症性肠病导致的肠道蠕动障碍严重影响患者生活质量。在肠道病的研究中，多酚类物质展现出调节肠道功能与改善胃肠道疾病的潜力。此前关于结构多样的多酚（异黄酮）如何通过精确调节5-羟色胺（5-HT）信号通路以及卡哈尔间质细胞（ICCs）来改善肠道蠕动障碍这一重要问题的相关研究还比较有限。

成果介绍

本研究选取了四种具有代表性结构和突出生物活性的异黄酮：葛根素、染料木黄酮、大豆苷元和刺芒柄花素，展开了一场深入的研究，并取得了重要发现：

• 显著改善肠道动力紊乱：研究表明，这四种异黄酮如同肠道的“守护者”，均能显著改善结肠炎相关的肠道蠕动障碍。在溃疡性结肠炎大鼠模型中，它们成功降低了粪便含水量，有效缓解了腹泻症状，同时延长了胃肠道和结肠的转运时间，宛如为肠道内紊乱的推进按下了“慢放键”，使得肠道蠕动紊乱得到了切实的缓解，为肠道恢复正常的蠕动节奏奠定了基础。

• 精准调节5-HT水平：深入研究发现，异黄酮在调节5-HT这一关键神经递质的过程中展现出了精准的作用。它们能够显著降低结肠中5-HT的水平并且有效地增强肠道细胞中5-HT再摄取转运体（SERT）的表达，从而促进5-HT的高效再摄取和降解。但异黄酮并没有显著改变色氨酸羟化酶1（TPH-1）的表达，这表明异黄酮是通过增强5-HT的再摄取和降解来降低其水平，而非通过抑制其合成。这一精准的调节机制，就像是为肠道蠕动的稳定运行找到了“调节阀”，有效地避免了因5-HT水平异常升高而引发的肠道异常蠕动和分泌增加等问题，为肠道蠕动的恢复提供了坚实的保障。

• 强力促进ICCs功能：除大豆苷元外，其余三种异黄酮能够显著增强ICCs中c-kit的表达，进而促进ICCs的增殖。这一过程对于肠道蠕动的改善具有至关重要的意义，如同为肠道蠕动的节律注入了活力，从而更好地发挥ICCs对肠道蠕动的调节作用。

• 揭示结构与功能的紧密联系：研究团队还深入探索了异黄酮的分子结构与功能之间的微妙关系，通过综合改善指数和分子对接评分公式对四种异黄酮进行评估，发现异黄酮改善肠道蠕动障碍的效果差异与其分子结构以及与SERT和5-HT2B受体的结合亲和力紧密相连，其中染料木黄酮的效果最好，而大豆苷元的效果最差。

图文摘要

图1.代表性异黄酮的结构图

图2.异黄酮下调 5-HT 的浓度

图3.异黄酮通过分子对接作用增强了SERT 与 5-羟色胺之间的稳定结合

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.fbio.2024.105587